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时空谜题:B. 时间、空间、爱因斯坦火车实验

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秦陇纪
发布2019-12-05 21:22:03
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发布2019-12-05 21:22:03
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文章被收录于专栏:科学Sciences科学Sciences

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秦农序 1

I. 时空谜题:万物因空间流动变化而无时间实体 (14k字) 1

A. 打通爱因斯坦相对论和量子理论鸿沟时发现“时间”参数消失 2

B. 时间、空间、爱因斯坦火车实验 7

C. 时间和空间最本质关系是什么? 11

II. 认知谜题:科学家发现人类DNA有修改痕迹 (8k字) 14

D. 科学家发现DNA有修改的痕迹,怀疑人类是被设计出来的 14

E. 人类找不到“外星智慧生物”的5种假说 24

F. 推进人类文明发展的引擎在哪里(730字) 28

素材(1.2k字) 28 秦农跋 29

B. 时间、空间、爱因斯坦火车实验

知道时间和空间的本质,才能理解时间和空间的关系。人们对时间、空间的认识存在偏差。不同于康德和叔本华的思维解释性观点,时间和空间本质上可能相同——时空是相互转化的。爱因斯坦的相对论是质量和能量的转化理论,但也可视为是对时间和空间转化的论证——证明了时间不是绝对的,而是相对的,相对的对象就是空间,但其理论重点在质能转化而非时空转化。相对论后来在实践中得到了验证,下面会说到早期的爱因斯坦火车实验,对理解相对论有铺垫作用。

三、空间

首先从空间说起。空间和时间一样,都是客观存在的事物,很难做本质描述,谁也不能否认它们的存在。那么空间到底以怎样的形式存在?关于空间的数学或物理理论,如维度、平行空间等,大都认为空间是“空”的,空间是既定的、不动的。这种想出来“空”的“概念”是一种思维定势。

这种观点是错的。通常我们说事物占据了空间,例如一个人占据了空间,一个房子占据了空间等。但从另一个角度来说,其实是空间组成了事物,就像人的细胞组成人,房子的砖瓦组成房子。假设一个事物没有空间,那么这个事物相当于不存在,就没有意义。磁场等能量场之类没有占据显性物理空间的这类事物,离开了空间也没有意义。一切客观存在都是由空间组成,注意,我说的是客观存在,不是主观想象、主观意识之类的事物。所以,客观事物存在,空间就一定存在。

同理,空间存在,事物就一定存在。空间就是事物,不存在任何事物的空间也是不存在的(彻底的唯物论),很多只是我们看不到而已,例如暗物质,或者至少,还有“空间”本身(还有时间,后面会解释)。离开空间的事物没有意义,离开了事物的空间也没有意义。这句话以现在人们的意识程度很难理解,总之,空间不是某种“死”的东西,不是固定在那里一成不变,空间其实是“活”的。而且空间不会无故产生、无故消失。

目前的科学界基本认同宇宙是在膨胀的,我们暂且不管它膨胀也好,收缩也好,基本都是在说宇宙的空间变化。这个变化从哪里来的呢?这就需要了解另外一个事物了,时间。

四、时间

时间又是什么呢?时间也是客观存在,但时间和人的生命长短没有关系,和钟表快慢也没关系。不是一个人活得久,他的时间就长,或是一个钟表走得快些,他的时间就过得快。时间很客观,我们同样看不到摸不着,但是我们却能感受到时间的消失,那么时间去了哪里?

你可以认为时间就是新的空间,也可以说时间变成了空间。质能方程E=MC^2中,质量和能量这两个曾经被认为毫不相干的事物被爱因斯坦联系在一起,于是我们知道了质量可以转化能量,并做了很多成功的实验。但质能转化也许只是这个方程的表面,并非这个方程的本质。首先,方程式任何方向都成立,物质的质量可以转化为能量,能量也可以转化为质量。其次,这个方程和我们要讨论时间和空间的关系在于,忽略了方程中的另外两个概念——时间和空间;还用了“速度”这个概念,但是理解和使用有误。速度的本质其实是时间和空间的转化,空间的变化程度就是时间。

质量-能量转化中,如果质量没有通过核反应变成能量,那么这些质量自然“消失”的时间可能有几万到几亿年(粗估)。这些质量本来拥有的存在时间去哪了?变成能量了吗?如果把质量和能量对应,那么时间就只能和空间对应了。做一个大胆的假设——核反应不只释放了能量,还释放了空间。(这里需要强调一个关于空间的概念,空间不是某种我们可以用瓶瓶罐罐装起来的事物,所以几乎没有人意识到这一过程的发生。)所以,太阳是一直在释放空间,宇宙膨胀也和无数的太阳有关系(宇宙不会一直膨胀)。质量和能量相互转化,时间和空间相互转化。

很多人都会想,时间去哪了?简单来说,时间变成你身后的空间了。有人说,那我不动行不行?不行,你不动地球也在动,地球不动,银河系也在动......除非你可以让自己绝对静止或者整个宇宙都不动——全宇宙都静止了,时间也就停止了。近几十年来,不断有人在讲类似假说。

有一些拙见,大家并不理解“速度”这个概念(提出概念的人也不懂它的真正意义,没考虑时空转化),速度是相对的,但也是绝对的,所以不会出现双子佯谬的问题。举个例子,根据相对论,越接近光速,时间越慢,假设可以达到光速,时间会静止。事实上,不是时间变慢,而是时间转化空间变慢而已。还有一些拙见,很多科学家认为光总是走最短的路线,感觉就像光有智慧或者光知道哪个路线最短。但依据本时空同源假说,其实不是,光总是走最快路线而已,这有本质区别。举例说明,大家都认为两点之间直线最短......这没有错,可是要想最快,却不能走直线(而是两个物体到达空间叠加之处的最快路线,或者说是“时间”最短路线,这理解起来非常难)。

此外,关于空间的维度,空间其实只是二维,时间也只是二维,但是绝对的空间不存在,绝对的时间也不存在。所以,空间加上时间是几维?哈哈哈,不是三维,也不是四维。其实没有正确答案,因为基本上是想几维就几维。时空同源假说里,时间和空间本质都是物质的不同具体形态。科幻迷会问,穿越时空行不行?其实你一直在时间和空间中穿越着......想不穿越都难。什么?想瞬移?那我给你个建议,别走直线,走物体在空间变化上最接近的路径......我是认真的。

五、爱因斯坦火车实验

爱因斯坦火车实验是在运动中的火车上观察闪电到达现象的思想实验。当两道闪电同时下击一条东西方向的铁轨时,对于坐在两道闪电正中间的铁轨旁的第一个观察者来说,两道闪电是同时发生的;但是对于坐在由西向东行驶的列车上正好经过第一个观察者的第二个观察者来说,两道闪电并不是同时下击的,因为第二个观察者正在以一个速度接近东方的闪电而远离西方的闪电,东方的闪电到达他的眼里要比西方的闪电早一点。所以,在第一个静止的观察者看来是同时发生的闪电,运动中的第二观察者却看到东方的闪电先亮而西方的闪电后亮。如果进一步设想火车是以光速前进的,则西方的闪电永远不能追上火车,所以火车上的第二个观察者就只能看到东方的那一道闪电了。由此,我们不能得到这样的结论:在铁轨旁的第一个观察者看来是同时发生的两件事,而在火车上的第二个观察者看来却并不是同时发生的。显然,同时性只能是相对的。事实上,每一个坐标都有它本身的特殊时,脱离参照系而孤立地陈述某一事件的时间是没有意义的。就说明了同时是相对的,用来纠正大家传统的时空观。

国家地理频道(美国)National Geographic剧集《天才:爱因斯坦》共十集(改编自沃尔特·艾萨克森的畅销书《爱因斯坦传》),讲述天才爱因斯坦如何攻克难关、一举破解原子与宇宙的奥秘。其中有一集,讲述了时间向空间转化的观察实验,大家看下面的剧情截图或者视频,可以直观的理解侠义相对论。首播《天才》首季2017-04-23(英国)/2017-04-25(美国)季终后,2018年4月24又推出了第二季Genius: Picasso、2019年将推出第三季Genius: Aretha Franklin。(均为10集,每集约43分钟)

图9-12:截图出自美剧genius: Ainstain (2017)

图中的例子就是时间向空间的转化,火车上的人是在两道闪电之间运动的,看到的是一前一后两道闪电,而山崖上的人是静止的,他看到的就是两道同时劈下的闪电。对火车上的人来说,他的运动将【时间上的继起】转化为了【空间上的恒存】。

这种转化用一个初中公式就可以搞定:v(⤴️)=s(⤴️)/t(⤵️)

光在宇宙里速度最大,因此光将这种可能性彻底转化,光完全将【时间上的继起】转化成了【空间上的恒存】,这样它才能以最快的速度在空间里运动。换句话说,对光而言,时间是无意义的,它完全在空间里,它就是空间变化的某种特殊属性,它将全部力量放在了如何最快充满空间上,它不会老去。

那将空间完全转化为时间的是什么呢?既然我们已经知道了时间和空间这种转化关系,那我们就去找不能并存的东西就好了。叔本华在《充足根据律的四重根》中给了答案:

我们内感觉的直接客体——意志主体,它表现为我们在时间里一串连贯的感受,不断前后继起,不能并列,无法平息,意志主体满足不了就会产生痛苦,其表出的感受转换太慢也会产生痛苦。

(未完待续)

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秦农跋

本期“科学Sciences”文章非常“不科学”,属于跟风XX科学群那些空想哲学理论的“伪学者”之作,他们动不动就空想空谈——既然不做实验、不做实证、不做溯源的实践研究,那索性空想地彻底思辨一些、极端假设一番。探索空间和时间的关系一直是神学、哲学、科学、文学的终极目标和艰辛历程,哪种认知能够胜出,也许还得靠科学。

科学传入我国一百多年,没有被国人普遍接受和普及。科学目标是找到自然社会规律,科学方法是观察、测量和实验,科学精神是假设、证明和质疑,科学理论的本质是科学家用数学工具对自然社会做出定性定量解释。近卌百年,有些民族对自然社会的思考,肤浅地盲信盲从简单模糊语言;而理性之人分析具体现象和数据,直到以数学逻辑等工具为主的科学实证。科学实验和假说需指向某个规律的测量或工程技术支撑,理论和技术均丰富了科学之躯,切不可止步于语文工具之表象思维。更不可把科技当成语文来对待,拿书本文字代替实验设计工程实践。

科学是璀璨的人类文明之一,但有其范围并非万能。科学Sciences公号不持有任何倾向性,只提供大家的学术观点。《科学Sciences》倡导"理性之思想,自主之精神",专注于学者、学界、学术的发展进步,不定期向您推荐人类优秀学者及其文章。社区:“数据简化DataSimp、科学Sciences、知识简化”新媒体聚集专业领域一线研究员;研究技术时也传播知识、专业视角解释和普及科学现象和原理,展现自然社会生活之科学面。秦陇纪发起,期待您参与各领域;科学技术论文投稿邮箱DataSimp@126.com。只会敲门呐喊,不能推动领域;只有空想设计,无法实现生产,就虚度一生。实践能力至关重要。欢迎科学、工程、技术、教育等业界专家投稿、加入数据简化社区!~

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